專利名稱：電子器件的封裝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有機LED(OLED)器件。本發(fā)明尤其涉及OLED器件的包裝。
背景技術(shù)：
圖1表示OLED器件100。OLED器件在第一和第二電極105和115之間包括一個或多個有機功能層110。電極可形成圖案以便形成例如多個OLED單元，從而形成像素化的OLED器件。連接到第一和第二電極上的接合墊150設(shè)置成可以電連接到OLED單元上。
為了保護OLED單元不受例如潮濕和/或空氣的環(huán)境的影響，用蓋件160封裝器件。OLED單元的有效和電極材料是敏感的，并由于與例如蓋件的機械接觸而容易損壞。為了防止對于OLED單元的損壞，使用具有空腔的蓋件或包裝。具有空腔的包裝在蓋件和OLED單元之間提供空腔145?？涨贿€允許放置干燥材料以便解決器件的有限的漏失率。
通常，根據(jù)應(yīng)用，OLED器件的側(cè)向尺寸通常在幾個分米或更多的范圍內(nèi)。為了適用于更大的側(cè)向尺寸，使用更厚的蓋件以便提供所需機械穩(wěn)定性，從而保持空腔的整體性。
但是，需要薄和柔性的器件需要使用更薄的部件，例如蓋件和襯底。減小蓋件的厚度減小其機械穩(wěn)定性，使其更容易彎曲，這可造成空腔塌陷，由此損壞OLED單元。
從以上描述可知，需要提供一種具有改進包裝的OLED器件，特別是形成在薄或柔性襯底上的OLED器件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及例如OLED器件的器件的封裝。一個或多個OLED單元設(shè)置在襯底的器件區(qū)域內(nèi)。蓋件安裝在襯底上以便封裝器件。蓋件在器件區(qū)域形成空腔，將其與OLED單元分開。
按照本發(fā)明，分隔顆粒設(shè)置在器件區(qū)域內(nèi)以便防止蓋件與OLED單元接觸。在一個實施例中，分隔顆粒通過噴射技術(shù)隨機沉積在襯底上。在一個實施例中，分隔顆粒通過干式噴射技術(shù)進行沉積。作為選擇，采用濕式噴射技術(shù)將分隔顆粒沉積在襯底上。在一個實施例中，分隔顆粒涂覆粘合劑，該粘合劑在沉積分隔顆粒之后可以固化。去除非器件區(qū)域內(nèi)的分隔顆粒，使得分隔顆粒隨機分布在器件區(qū)域內(nèi)。蓋件安裝在襯底上以便封裝器件。器件區(qū)域內(nèi)的分隔顆粒防止蓋件與OLED單元接觸。


圖1是表示OLED器件；以及圖2-6表示按照本發(fā)明的一個實施例形成OLED器件的過程。
具體實施例方式
本發(fā)明總體涉及OLED器件。特別是，本發(fā)明提供一種用于封裝特別是形成在柔性或薄襯底上的OLED器件的低成本包裝。按照本發(fā)明的一個實施例，分隔顆粒設(shè)置在OLED單元和蓋件之間。分隔顆粒防止蓋件與OLED單元接觸。
圖2-6表示按照本發(fā)明的一個實施例制造OLED器件的過程。參考圖2，襯底201設(shè)置在形成一個或多個OLED單元的地方。襯底可包括多種類型的材料，例如玻璃或聚合物。還可以使用足以支承OLED單元的其他材料。
在一個實施例中，襯底包括例如用于形成柔性器件的塑料膜柔性材料?？梢允褂枚喾N市場上可得到的塑料作為襯底。這種薄膜例如包括透明聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚對萘二甲酸乙二脂(PEN)、聚碳酸脂(PC)、聚酰胺(PI)、聚砜(PSO)、和聚(p-苯撐醚砜)(PES)。還可使用例如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的其他材料形成襯底。還可使用包括薄玻璃或其他柔性材料的柔性襯底。
在一個實施例中，襯底是大約20-300μm厚。在某些情況下，薄襯底可以是機械不穩(wěn)定的，產(chǎn)生加工問題?？梢圆捎门R時支承層(未示出)在制造過程中穩(wěn)定襯底。臨時支承層例如可設(shè)置在襯底的后側(cè)。在一個實施例中，臨時支承層包括涂覆可以粘接到襯底上的粘合劑的聚合物箔片。在處理之后，由于可以使用器件包裝在機械上穩(wěn)定器件，因此去除臨時層。
傳導(dǎo)層205沉積在襯底上。襯底可在沉積傳導(dǎo)層之前在襯底表面上設(shè)置例如二氧化硅(SiO2)的阻擋層。阻擋層特別用于包括堿石灰玻璃的襯底。阻擋層例如大約20nm厚。在一個實施例中，傳導(dǎo)層包括透明傳導(dǎo)材料，例如氧化銦錫(ITO)。還可以使用包括氧化鋅和氧化銦鋅的其他透明傳導(dǎo)材料?？梢允褂美缁瘜W(xué)氣相沉積(CVD)、物理氣相沉積(PVD)和等離子增強CVD(PECVD)的多種技術(shù)形成器件層。傳導(dǎo)層應(yīng)該薄以便減小光學(xué)吸收和隨后薄膜形成的不利影響，同時滿足電氣需要。傳導(dǎo)層通常為大約0.02-1μm厚。
參考圖3，傳導(dǎo)層205如所需形成圖案以便有選擇地去除層的部分，以暴露襯底的部分356。形成圖案的傳導(dǎo)層用作OLED單元的第一電極。在一個實施例中，傳導(dǎo)層形成圖案以便形成用作像素化的OLED器件的陽極的條帶。形成圖案的過程還可形成用于接合墊的連接。可以使用例如光刻和蝕刻的傳統(tǒng)技術(shù)在傳導(dǎo)層形成圖案。這種技術(shù)在PCT申請?zhí)朠CT/SG99/00074的題為“Mechanical Patterning of a DeviceLayer”的未審查國際專利申請中描述過，該申請結(jié)合于此作為參考。
一個或多個有機功能層310形成在襯底上，覆蓋暴露的襯底部分和傳導(dǎo)層。功能有機層包括例如共軛聚合物或例如Alq3的低分子材料。還可使用其他類型的功能有機層。有機功能層可通過例如旋涂或真空升華(對于Alq3有機層)的濕工藝的傳統(tǒng)技術(shù)來形成。有機層的厚度通常大約是2-200nm。
參考圖4，有選擇地去除有機層的一部分以便在區(qū)域470暴露下面的層，從而減小接合墊連接。通過使用例如拋光工藝，可以實現(xiàn)有機層的有選擇去除。還可使用例如蝕刻、刮擦或激光燒蝕的其他技術(shù)。
按照本發(fā)明的一個實施例，分隔顆粒480沉積在襯底上。在一個實施例中，分隔顆粒包括球形形狀。分隔顆粒具有例如立方體形、棱形、金字塔形的其他幾何形狀，或者還可使用其他規(guī)則或不規(guī)則的形狀。分隔顆粒的平均直徑足以保持空腔的所需高度，例如大約2-50μm。分隔顆粒的尺寸和形狀分布足夠窄以便確保蓋件和OLED單元之間適當分開。
分隔顆粒最好固定在襯底一側(cè)以避免任何運動。在一個實施例中，分隔顆粒在沉積之前涂覆粘合劑薄層。粘合劑層包括例如環(huán)氧樹脂或丙烯酸樹脂。在一個實施例中，粘合劑通過熱處理固化。在另一實施例中，粘合劑通過紫外線輻射的曝光來固化。在又一實施例中，粘合劑包括熱熔材料。
在一個實施例中，分隔顆粒隨機分布在襯底上。分隔顆粒占據(jù)器件的有效和非有效部分(即發(fā)射或非發(fā)射區(qū)域)。在另一實施例中，分隔顆粒局限于非有效區(qū)域?？梢允褂美绻饪痰牟煌夹g(shù)對于分隔顆粒的覆蓋進行圖案形成。作為選擇，可以使用遮擋板或模板罩。在沉積分隔顆粒之前，具有所需圖案的遮擋板靠近該表面或與該表面接觸放置。在噴射涂覆過程期間，只有遮擋板暴露的區(qū)域?qū)⒏采w有分隔顆粒。作為選擇，形成圖案的干式抗蝕劑薄膜可層壓在暴露面上。在沉積分隔顆粒之后，干式抗蝕劑薄膜固化并從表面上去除，留下被分隔顆粒覆蓋的曝光區(qū)域。還可以類似方式使用液態(tài)抗蝕劑材料。
分隔顆粒的分布或密度應(yīng)該足以在有意(柔性器件)或無意(器件處理)中存在機械應(yīng)力的情況下防止蓋件與OLED單元接觸。分布可以進行改變以便適應(yīng)所需設(shè)計，例如蓋件的厚度、襯底的厚度以及器件所需柔性程度。
在優(yōu)選的實施例中，分隔顆粒分布足以保持空腔的高度而不在視覺上影響OLED單元發(fā)射均勻性。通常，分隔顆粒之間具有大約10-500μm的平均距離的分隔顆粒分布足以防止蓋件接觸OLED單元。在一個實施例中，分隔顆粒分布的密度是大約10-1000個/毫米2。這種分布以及分隔顆粒的小尺寸確保它們對發(fā)射均勻性的影響對于沒有幫助的人眼來說基本上看不到。
為了避免造成電極之間短路，分隔顆粒最好包括非傳導(dǎo)材料。在一個實施例中，分隔顆粒由玻璃制成。還可使用由例如硅、聚合物或陶瓷的其他類型的非傳導(dǎo)材料制成的分隔顆粒。
在一個實施例中，分隔顆粒通過噴射技術(shù)沉積。在優(yōu)選實施例中，采用干式噴射技術(shù)沉積隔離顆粒。干式噴射技術(shù)描述在例如BirendaBahadur(Ed)，Liquid CrytalsApplications and Uses，Vol.1(ISBN 9810201109)中，該文獻結(jié)合于此作為參考。
干式噴射技術(shù)通常包括用第一極性(正或負)靜電充電分隔顆粒并用第二極性(負或正)靜電充電襯底。分隔顆粒通過由干燥空氣噴射器供應(yīng)的干燥空氣吹到襯底上。可以使用例如Nisshin EngineeringCo.的DISPA-μR的干燥空氣噴射器。靜電吸引造成分隔顆粒粘接到襯底上，同時顆粒之間的靜電排斥防止顆粒在襯底上團聚。使用干燥空氣噴射器可以實現(xiàn)160-180個/mm2的顆粒密度，噴射器在2kg/cm2的壓力下并在長達10秒噴射期間內(nèi)產(chǎn)生例如具有露點≤-58℃以及流量為501/min的干燥空氣。通過改變噴射參數(shù)，可以實現(xiàn)其他顆粒密度。
還可以使用濕式噴射技術(shù)將分隔顆粒沉積在襯底上。濕式噴射技術(shù)描述在例如Birenda Bahadur(Ed)，Liquid CrytalsApplications and Uses，Vol.1(ISBN 9810201109)中，該文獻結(jié)合于此作為參考。通常，分隔顆粒懸浮在酒精或水狀液體內(nèi)，例如乙醇、異丙醇、或包括酒精和水的混合物。分隔顆粒的濃度例如是大約0.1-0.5％重量百分比。可以使用超聲波分布顆粒以便防止團聚。例如，分隔顆粒可在顆粒沉積之前通過長達幾分鐘的超聲波輻射。制備的懸浮物通過空氣經(jīng)由噴嘴噴射到襯底上，在其上沉積分隔顆粒。
參考圖5，第二傳導(dǎo)層515沉積在襯底上，覆蓋其上形成的分隔顆粒和其他層。傳導(dǎo)層包括例如Ca、Mg、Ba、Ag及其合金的金屬材料。還可以使用包括低功函的其他傳導(dǎo)材料形成第二傳導(dǎo)層。在一個實施例中，第二傳導(dǎo)層形成圖案以便形成用作像素化的OLED器件的陰極的電子條帶。同樣，用于接合墊的連接可在形成圖案期間形成。作為選擇，傳導(dǎo)層可有選擇地進行沉積以便形成陰極條帶和接合墊連接。通過例如遮擋層實現(xiàn)傳導(dǎo)層的有選擇的沉積。陰極條帶通常垂直于陽極條帶。還可使用與陽極條帶形成對角線的陰極條帶。頂部和底部電極條帶的相交部形成有機LED的像素。
參考圖6，蓋件660安裝在襯底上以便封裝器件。蓋件形成空腔645，在它和OLED單元之間提供分離。在一個實施例中，制備圍繞單元區(qū)域的密封框架670。制備密封框架包括對襯底形成圖案，以便在需要的情況下形成其中形成有密封柱680的區(qū)域。密封柱的高度足以形成具有所需高度的空腔645。使用密封框架在PCT申請?zhí)朠CT/SG99/00133的題為“Improved Encapsulation of Organic LEDDevice”的國際專利申請中描述過，該申請結(jié)合于此作為參考。
覆蓋層66包括例如金屬或玻璃。還可以使用保護有效部件不受環(huán)境影響的例如陶瓷或金屬箔片的其他類型的蓋件。在又一實施例中，根據(jù)所使用的材料，蓋件可沖制或蝕刻而成，以便形成將蓋件和OLED器件分開的空腔。
可以使用不同技術(shù)來安裝覆蓋層。在一個實施例中，使用粘合劑安裝覆蓋層?？梢允褂美缱杂不澈蟿?、UV或熱固化的粘合劑或熱熔粘合劑的粘合劑。還可使用采用低溫焊料材料、超聲波粘接和使用感應(yīng)或激光焊接的焊接技術(shù)的其他技術(shù)。
在本發(fā)明的一個實施例中，圍繞襯底的器件區(qū)域設(shè)置密封擋板。密封擋板將蓋件支承在襯底上并提供位于密封擋板的外表面上的密封區(qū)域。密封擋板的使用在PCT申請?zhí)朠CT/SG99/00133的題為“Sealingof Electronic Devices”(律師案卷號99E05737SG)的國際專利申請中描述過，該申請結(jié)合于此作為參考。
在安裝過程中，分隔顆粒被壓入OLED單元層。分隔顆粒為OLED單元的區(qū)域上的蓋件提供支承，防止壓力作用在蓋件上時蓋件與器件的有效部件接觸。接合墊650形成為提供與OLED單元的電連接。
如上所述，在形成有機層之后，該方法沉積涂覆有粘合劑的分隔顆粒。分隔顆?？捎羞x擇地在工藝流程中其他地方進行沉積。例如，分隔顆?？稍谛纬傻谝粋鲗?dǎo)層之前、有機層形成之前或形成第二傳導(dǎo)層之后沉積。實際上，分隔顆?？稍诎惭b蓋件之前的工藝的任何地方沉積。
分隔顆粒上的粘合劑在沉積分隔顆粒之前在工藝流程的某處固化。在一個實施例中，粘合劑在分隔顆粒沉積在襯底之前并在形成有機層之前固化。在另一實施例中，粘合劑在分隔顆粒施加在第一有效有機層之后并在形成其他層之前固化。在另一實施例中，粘合劑在分隔顆粒施加在第二有機層之后并在形成其他層之前固化。在又一實施例中，粘合劑在分隔顆粒施加在第二傳導(dǎo)層之后并在封裝OLED器件之前固化。分隔顆粒還可在采用具有空腔的包裝的其他類型的器件中提供支承。這種器件包括例如電子器件、機械裝置、電子機械器件或微電子機械系統(tǒng)(MEMS)。
在參考不同實施例特別表示和說明本發(fā)明的同時，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解到本發(fā)明可以進行變型和改型而不偏離其精神和范圍。本發(fā)明的范圍不應(yīng)該參考以上描述確定而是參考所附權(quán)利要求及其等同范圍來確定。
權(quán)利要求
1.一種器件包括具有器件區(qū)域的襯底；封裝器件的蓋件，蓋件在器件區(qū)域上形成空腔；以及固定在器件區(qū)域的表面上以便支承蓋件的分隔顆粒。
2.如權(quán)利要求1所述的器件，其特征在于，器件區(qū)域包括一個或多個單元。
3.如權(quán)利要求1或2任一項所述的器件，其特征在于，分隔顆粒包括非傳導(dǎo)材料。
4.如權(quán)利要求1-3任一項所述的器件，其特征在于，分隔顆粒涂覆一層粘合劑。
5.如權(quán)利要求4所述的器件，其特征在于，粘合劑層包括熱固材料。
6.如權(quán)利要求4或5任一項所述的器件，其特征在于，粘合劑層包括紫外線固化材料。
7.如權(quán)利要求4或5任一項所述的器件，其特征在于，粘合劑層包括熱熔材料。
8.如權(quán)利要求1-7任一項所述的器件，其特征在于，分隔顆粒隨機分布在器件區(qū)域內(nèi)，占據(jù)有效和非有效區(qū)域。
9.如權(quán)利要求1-7任一項所述的器件，其特征在于，分隔顆粒隨機分布在器件區(qū)域內(nèi)，有選擇地占據(jù)非有效區(qū)域。
10.如權(quán)利要求1-9任一項所述的器件，其特征在于，分隔顆粒包括球形形狀。
11.如權(quán)利要求1-10任一項所述的器件，其特征在于，分隔顆粒包括平均直徑，以便在蓋件和襯底之間保持空腔的高度。
12.如權(quán)利要求1-11任一項所述的器件，其特征在于，分隔顆粒包括保持空腔的密度。
13.如權(quán)利要求1-12任一項所述的器件，其特征在于，分隔顆粒的密度是大約10-1000個/毫米2。
14.如權(quán)利要求1-9和11-13任一項所述的器件，其特征在于，分隔顆粒包括非球形形狀。
15.如權(quán)利要求1-14任一項所述的器件，其特征在于，分隔顆粒包括不同的形狀。
16.如權(quán)利要求1-15任一項所述的器件，其特征在于，其還包括圍繞器件區(qū)域并支承蓋件的密封擋板；鄰靠密封擋板的外表面的密封區(qū)域；以及位于密封區(qū)域內(nèi)的粘合劑，粘合劑緊密地密封器件，其中密封擋板減小器件的密封寬度。
17.一種形成器件的方法，其包括為襯底提供器件區(qū)域；在分隔顆粒上施加一層粘合劑；在襯底上沉積分隔顆粒；固化分隔顆粒上的該層粘合劑；以及在襯底上安裝蓋件以便封裝器件，蓋件在由分隔顆粒支承的器件區(qū)域內(nèi)形成空腔。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，器件包括OLED器件。
19.如權(quán)利要求17或18任一項所述的方法，其特征在于，襯底制備有傳導(dǎo)層和傳導(dǎo)層上的至少一個有機功能層，傳導(dǎo)層形成圖案以便形成第一電極。
20.如權(quán)利要求17-19任一項所述的方法，其特征在于，分隔顆粒包括非傳導(dǎo)材料。
21.如權(quán)利要求17-20任一項所述的方法，其特征在于，粘合劑包括熱固材料。
22.如權(quán)利要求17-21任一項所述的方法，其特征在于，粘合劑包括紫外線固化材料。
23.如權(quán)利要求17-22任一項所述的方法，其特征在于，粘合劑包括熱熔材料。
24.如權(quán)利要求17-23任一項所述的方法，其特征在于，沉積分隔顆粒包括干式噴射。
25.如權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，干式噴射包括用第一極性靜電充電襯底，并用第二極性靜電充電分隔顆粒；以及用干燥空氣將分隔顆粒吹到襯底上。
26.如權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于，干燥空氣包括≤-58℃的露點。
27.如權(quán)利要求17-26任一項所述的方法，其特征在于，襯底上分隔顆粒的覆蓋物通過光刻技術(shù)形成圖案。
28.如權(quán)利要求17-26任一項所述的方法，其特征在于，襯底上分隔顆粒的覆蓋物通過干式抗蝕劑技術(shù)形成圖案。
29.如權(quán)利要求17-26任一項所述的方法，其特征在于，襯底上分隔顆粒的覆蓋物通過遮擋板技術(shù)形成圖案。
30.如權(quán)利要求17-29任一項所述的方法，其特征在于，沉積分隔顆粒包括濕式噴射。
31.如權(quán)利要求30所述的方法，其特征在于，濕式噴射包括在溶液中懸浮分隔顆粒；以及在襯底上噴射具有分隔顆粒的溶液。
32.如權(quán)利要求31所述的方法，其特征在于，溶液包括大約為0.1-0.5重量百分比的分隔顆粒的濃度。
全文摘要
披露一種用于器件的封裝。分隔顆粒隨機位于器件區(qū)域內(nèi)以便防止安裝在襯底上蓋件與有效部件接觸，由此防止它們損壞。分隔顆粒固定在襯底的一側(cè)上以便防止任何運動。
文檔編號H01L51/52GK1589507SQ02823103
公開日2005年3月2日 申請日期2002年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月20日
發(fā)明者M·D·J·奧赫, S·J·蔡, L·S·方, E·K·M·京特 申請人:奧斯蘭姆奧普托半導(dǎo)體有限責(zé)任公司, 材料研究及工程研究所